JPH0820615B2 - 光位相変調器 - Google Patents
光位相変調器Info
- Publication number
- JPH0820615B2 JPH0820615B2 JP7233488A JP7233488A JPH0820615B2 JP H0820615 B2 JPH0820615 B2 JP H0820615B2 JP 7233488 A JP7233488 A JP 7233488A JP 7233488 A JP7233488 A JP 7233488A JP H0820615 B2 JPH0820615 B2 JP H0820615B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric actuator
- optical phase
- phase modulator
- mode fiber
- jig
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 33
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 30
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 1
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- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光通信システムや光ファイバセンサ等に利
用される光位相変調器に関するものである。
用される光位相変調器に関するものである。
（従来の技術） コヒーレント光通信システムや光ファイバセンサ等で
は、光の位相変調や、偏光制御を行なうために光位相変
調器が必要となる。従来このような光位相変調器とし
て、エフ モーア（F.Mohr）らにより第９回ヨーロピア
ン コンファレンス オン オプティカル コミュニケ
ーション（9th Europian Conference on Optical Commu
nication）,1983年,313ページから316ページにおいて発
表されたものがある。ここでは光位相変調器を偏光制御
のために用いている。この光位相変調器は、光ファイバ
の光弾性効果を用いたものであり、圧電アクチュエータ
によりファイバに側圧を印加して複屈折を生じさせて光
の位相変調を行なうものである。光ファイバおよび圧電
アクチュエータは、治具に挟んで固定されており、光フ
ァイバには一定の側圧が印加された状態となっている。
は、光の位相変調や、偏光制御を行なうために光位相変
調器が必要となる。従来このような光位相変調器とし
て、エフ モーア（F.Mohr）らにより第９回ヨーロピア
ン コンファレンス オン オプティカル コミュニケ
ーション（9th Europian Conference on Optical Commu
nication）,1983年,313ページから316ページにおいて発
表されたものがある。ここでは光位相変調器を偏光制御
のために用いている。この光位相変調器は、光ファイバ
の光弾性効果を用いたものであり、圧電アクチュエータ
によりファイバに側圧を印加して複屈折を生じさせて光
の位相変調を行なうものである。光ファイバおよび圧電
アクチュエータは、治具に挟んで固定されており、光フ
ァイバには一定の側圧が印加された状態となっている。
（発明が解決しようとする課題） 圧電アクチュエータやこれらを挟んで固定する治具
は、線膨張係数を持っているため、温度変化により圧電
アクチュエータや治具の長さが変化する。この変化によ
り圧電アクチュエータなどの応力が変化し、光ファイバ
への側圧も変化する。したがって、光位相変調器の動作
電圧、たとえばΠラジアンの位相変化を与えるのに必要
な電圧などが変化し、光位相変調器の安定した動作が得
られなくなり問題となる。
は、線膨張係数を持っているため、温度変化により圧電
アクチュエータや治具の長さが変化する。この変化によ
り圧電アクチュエータなどの応力が変化し、光ファイバ
への側圧も変化する。したがって、光位相変調器の動作
電圧、たとえばΠラジアンの位相変化を与えるのに必要
な電圧などが変化し、光位相変調器の安定した動作が得
られなくなり問題となる。
（課題を解決するための手段） 本発明による光位相変調器では、単一モードファイバ
と、該単一モードファイバの側面に力を印加するための
圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータにおい
て、その伸縮方向に直列に接続された温度補償用部材
と、前記単一モードファイバ、圧電アクチュエータ、温
度補償用部材を直列に挟んで固定する治具とを備えてい
ることにより前述の課題を解決した。
と、該単一モードファイバの側面に力を印加するための
圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータにおい
て、その伸縮方向に直列に接続された温度補償用部材
と、前記単一モードファイバ、圧電アクチュエータ、温
度補償用部材を直列に挟んで固定する治具とを備えてい
ることにより前述の課題を解決した。
（作用） 本発明の光位相変調器では、温度補償用部材を介して
単一モードファイバに側圧を印加する構成とし、温度変
化による側圧の変化を温度補償用部材により緩和してい
る。すなわち、単一モードファイバに側圧を印加するた
めに、治具に直列に挟んで固定した単一モードファイ
バ、圧電アクチュエータ、温度補償の用部材の温度変化
による長さ変化の和と、治具における単一モードファイ
バ、圧電アクチュエータ、温度補償用部材を挟む部分の
温度変化による長さ変化を等しくなるように温度補償部
材の材質と長さを選択した。したがって、治具に挟まれ
ている圧電アクチュエータ等の温度変化による長さの変
化は、すべて治具の長さの変化に吸収されるため、単一
モードファイバへの側圧が温度変化によらず一定に保た
れる。ゆえに、光位相変調器の動作電圧も一定に保た
れ、安定した動作が得られる。
単一モードファイバに側圧を印加する構成とし、温度変
化による側圧の変化を温度補償用部材により緩和してい
る。すなわち、単一モードファイバに側圧を印加するた
めに、治具に直列に挟んで固定した単一モードファイ
バ、圧電アクチュエータ、温度補償の用部材の温度変化
による長さ変化の和と、治具における単一モードファイ
バ、圧電アクチュエータ、温度補償用部材を挟む部分の
温度変化による長さ変化を等しくなるように温度補償部
材の材質と長さを選択した。したがって、治具に挟まれ
ている圧電アクチュエータ等の温度変化による長さの変
化は、すべて治具の長さの変化に吸収されるため、単一
モードファイバへの側圧が温度変化によらず一定に保た
れる。ゆえに、光位相変調器の動作電圧も一定に保た
れ、安定した動作が得られる。
（実施例） 以下に本発明について図面を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す光位相変調器の
斜視図である。治具100は角穴を有しており、角穴の一
側面に対して垂直に進むネジ104を備えている。治具100
の角穴の一側面とねじ104の間に圧電アクチュエータ10
1、温度補償用部材102、単一モードファイバ103が直列
に挟まれて固定されている。ここで単一モードファイバ
103は、その側面を治具100および温度補償用部材102と
接しており、圧電アクチュエータ101の伸縮方向の一定
の側圧が印加された状態になっている。圧電アクチュエ
ータ101に電圧を印加することにより、応力が発生して
単一モードファイバ103への側圧が増加する。単一モー
ドファイバ103を伝搬する光は、光弾性効果により位相
変調を受ける。
斜視図である。治具100は角穴を有しており、角穴の一
側面に対して垂直に進むネジ104を備えている。治具100
の角穴の一側面とねじ104の間に圧電アクチュエータ10
1、温度補償用部材102、単一モードファイバ103が直列
に挟まれて固定されている。ここで単一モードファイバ
103は、その側面を治具100および温度補償用部材102と
接しており、圧電アクチュエータ101の伸縮方向の一定
の側圧が印加された状態になっている。圧電アクチュエ
ータ101に電圧を印加することにより、応力が発生して
単一モードファイバ103への側圧が増加する。単一モー
ドファイバ103を伝搬する光は、光弾性効果により位相
変調を受ける。
圧電アクチュエータ101および温度補償用部材102、に
おける圧電アクチュエータ101の伸縮方向の長さをそれ
ぞれl1、l2単一モードファイバ103の直径をl3とし、さ
らに圧電アクチュエータ101、温度補償用部材102、単一
モードファイバ103、治具100の線膨張係数をそれぞれ
C1,C2,C3,C4とすると、本光位相変調器では、 l1C1＋l2C2＋l3C3＝（l1＋l2＋l3）C4 …（１） なる関係が成り立つ。式（１）の左辺および右辺は、そ
れぞれ単位温度変化に対する圧電アクチュエータ101、
温度補償用部材102、単一モードファイバ103の長さの変
化の和および治具100における圧電アクチュエータ101、
温度補償用部材102、単一モードファイバを挟んでいる
部分の間隔の変化を示すものである。式（１）の示すと
ころは、治具100に挟まれている圧電アクチュエータ101
等の温度変化による長さの変化は、すべて治具100の長
さの変化に吸収されるということである。したがって、
圧電アクチュエータ101等の長さの変化によりそれらの
応力は変化しない。すなわち、単一モードファイバ103
への側圧は変化しない。圧電アクチュエータ101の長さl
1や単一モードファイバ103の直径13、さらに圧電アクチ
ュエータ101、単一モードファイバ103、治具100の線膨
張係数C1,C2,C4は自由に選択することが困難であるた
め、温度補償用部材102を用いて、その長さl2および線
膨張係数C2により式（１）の条件を満たすことは実用上
有効である。
おける圧電アクチュエータ101の伸縮方向の長さをそれ
ぞれl1、l2単一モードファイバ103の直径をl3とし、さ
らに圧電アクチュエータ101、温度補償用部材102、単一
モードファイバ103、治具100の線膨張係数をそれぞれ
C1,C2,C3,C4とすると、本光位相変調器では、 l1C1＋l2C2＋l3C3＝（l1＋l2＋l3）C4 …（１） なる関係が成り立つ。式（１）の左辺および右辺は、そ
れぞれ単位温度変化に対する圧電アクチュエータ101、
温度補償用部材102、単一モードファイバ103の長さの変
化の和および治具100における圧電アクチュエータ101、
温度補償用部材102、単一モードファイバを挟んでいる
部分の間隔の変化を示すものである。式（１）の示すと
ころは、治具100に挟まれている圧電アクチュエータ101
等の温度変化による長さの変化は、すべて治具100の長
さの変化に吸収されるということである。したがって、
圧電アクチュエータ101等の長さの変化によりそれらの
応力は変化しない。すなわち、単一モードファイバ103
への側圧は変化しない。圧電アクチュエータ101の長さl
1や単一モードファイバ103の直径13、さらに圧電アクチ
ュエータ101、単一モードファイバ103、治具100の線膨
張係数C1,C2,C4は自由に選択することが困難であるた
め、温度補償用部材102を用いて、その長さl2および線
膨張係数C2により式（１）の条件を満たすことは実用上
有効である。
本光位相変調器では、治具100および温度補償用部材1
02の材料として、それぞれスーパーインバーおよびステ
ンレスを用いた。式（１）における各パラメータの値は
l1＝10mm,C1＝−６×10-6/℃,l2＝3.8mm,C2＝18.4×10
-6/℃,l3＝0.125mm,C3＝0.4×10-6/℃,C4＝0.7×10-6/
℃である。
02の材料として、それぞれスーパーインバーおよびステ
ンレスを用いた。式（１）における各パラメータの値は
l1＝10mm,C1＝−６×10-6/℃,l2＝3.8mm,C2＝18.4×10
-6/℃,l3＝0.125mm,C3＝0.4×10-6/℃,C4＝0.7×10-6/
℃である。
また のとき温度補償用部材、治具は表１のように選択するこ
ともできる。
ともできる。
第２図は本発明による光位相変調器を用いて構成した
偏光制御器の斜視図である。本偏光制御器は、本発明の
第１の実施例の光位相変調器と同様の第１および第２の
光位相変調器201、202を直列に２個接続して構成されて
いる。ここで第１および第２の光位相変調器201、202に
おける単一モードファイバへの側圧の方向は垂直方向に
対してそれぞれ０゜および45゜方向である。第１および
第２の光位相変調器201、202への駆動電圧を調整するこ
とにより、第１の光位相変調器201側から単一モードフ
ァイバ203に入射した任意の偏光は、垂直または水平直
線偏光に変換される。
偏光制御器の斜視図である。本偏光制御器は、本発明の
第１の実施例の光位相変調器と同様の第１および第２の
光位相変調器201、202を直列に２個接続して構成されて
いる。ここで第１および第２の光位相変調器201、202に
おける単一モードファイバへの側圧の方向は垂直方向に
対してそれぞれ０゜および45゜方向である。第１および
第２の光位相変調器201、202への駆動電圧を調整するこ
とにより、第１の光位相変調器201側から単一モードフ
ァイバ203に入射した任意の偏光は、垂直または水平直
線偏光に変換される。
本発明の第１の実施例である光位相変調器および第２
の実施例である偏光制御器を構成する光位相変調器にお
いて、温度補償用部材102は、圧電アクチュエータ101の
伸縮方向に垂直な２つの面のうちの単一モードファイバ
103のある側に配置したが、その反対側に配置してもよ
い。また、温度補償用部材102を長さ方向に２分割し
て、圧電アクチュエータ101の伸縮方向に垂直な２つの
面にそれぞれ配置してもよい。
の実施例である偏光制御器を構成する光位相変調器にお
いて、温度補償用部材102は、圧電アクチュエータ101の
伸縮方向に垂直な２つの面のうちの単一モードファイバ
103のある側に配置したが、その反対側に配置してもよ
い。また、温度補償用部材102を長さ方向に２分割し
て、圧電アクチュエータ101の伸縮方向に垂直な２つの
面にそれぞれ配置してもよい。
（発明の効果） 本発明による光位相変調器では、圧電アクチュエータ
への電圧無印加時の単一モードファイバへの側圧が温度
変化によらず一定に保たれる。したがって、動作電圧が
一定に保たれるので安定した動作が得られる。
への電圧無印加時の単一モードファイバへの側圧が温度
変化によらず一定に保たれる。したがって、動作電圧が
一定に保たれるので安定した動作が得られる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す光位相変調器の斜
視図、第２図は本発明による光位相変調器を用いて構成
した偏光制御器の斜視図である。 図において、 100……治具、101……圧電アクチュエータ、102……温
度補償用部材、103,203……単一モードファイバ、104…
…ねじ、201,202……光位相変調器。
視図、第２図は本発明による光位相変調器を用いて構成
した偏光制御器の斜視図である。 図において、 100……治具、101……圧電アクチュエータ、102……温
度補償用部材、103,203……単一モードファイバ、104…
…ねじ、201,202……光位相変調器。
Claims (2)
- 【請求項１】単一モードファイバと、該単一モードファ
イバの側面に力を印加するための圧電アクチュエータ
と、該圧電アクチュエータにおいて、その伸縮方向に直
列に接続された温度補償用部材と、前記単一モードファ
イバ、圧電アクチュエータ、温度補償用部材を直列に挟
んで固定する治具とを備えていることを特徴とする光位
相変調器。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の光位相変調器
において、圧電アクチュエータおよび温度補償用部材に
おける圧電アクチュエータの伸縮方向の長さをそれぞれ
l1、l2とし、単一モードファイバの直径をl3とし、さら
に圧電アクチュエータ、温度補償用部材、単一モードフ
ァイバ治具の線膨張係数をそれぞれC1、C2、C3、C4とし
たとき、l1C1＋l2C2＋l3C3＝（l1＋l2＋l3）C4なる関係
を有する光位相変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7233488A JPH0820615B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 光位相変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7233488A JPH0820615B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 光位相変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01244417A JPH01244417A (ja) | 1989-09-28 |
| JPH0820615B2 true JPH0820615B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=13486287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7233488A Expired - Lifetime JPH0820615B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 光位相変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820615B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP7233488A patent/JPH0820615B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01244417A (ja) | 1989-09-28 |
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